本发明属于工程施工设备，尤其涉及一种模袋装填船及装填方法。
背景技术：
1、模袋土是将软土充灌入袋中加以利用的一种软土利用方法，模袋土可堆筑成堤坝等构筑物，水上施工时需采用模袋土工程船进行模袋的充灌和抛填。如图1所示，传统模袋土工程船1’是将模袋铺设于水下，再用船上的泵送设备3’将软土经模袋的充灌口2’充灌进模袋内；或将模袋铺设于甲板上，用泵送设备3’充灌完成后再将其抛投到水底。然而，采用传统模袋土工程船进行模袋充灌施工存在如下问题：(1)为了匹配传统模袋土工程船的充灌设备，模袋的充灌口通常较小，通常需要对模袋上开设的若干充灌口分别充灌，才能充满整个模袋，需要频繁连接充灌设备和充灌口，操作繁琐；(2)受模袋充灌口限制，传统模袋土工程船所能适应的充灌流量较小(一般不超过百立方每小时)，无法直接接受挖泥船等疏浚设备动辄每小时几百立方的抛填或吹填速度；(3)单次充灌完成的模袋土单元的厚度较小(一般不超过2米)，当水深较大时，需多层堆叠才能出水。因而，如何提供一种装填效率更高的模袋装填船，是当前亟需解决的一项技术问题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明提供了一种模袋装填船及装填方法，能够显著提高模袋装填效率。
2、本发明提供一种模袋装填船，包括：
3、船体，其设有供模袋穿过并进行装填作业的作业口，模袋的顶部呈敞口设置；
4、模袋夹持装置，其包括设置于船体的多组夹持组件，多组夹持组件分布于作业口的周围，以共同夹持模袋顶部敞口的外周，使模袋悬吊于作业口内并保持顶部敞口呈张开状态；
5、模袋撑张装置，其包括设置于船体靠近作业口四角处的四个撑张组件，四个撑张组件分别自模袋顶部敞口的四角插入模袋内以向下撑开模袋。
6、在其中一些实施例中，撑张组件包括：
7、支撑座，其固定连接于船体，并设有朝向作业口方向伸出的悬臂；
8、撑柱，其沿竖向设置，其上端滑动连接于悬臂以沿竖向相对于悬臂升降。
9、在其中一些实施例中，夹持组件为两组，两组夹持组件相对设置于作业口的相对两侧，两组夹持组件分别沿水平方向夹持模袋顶部敞口相对两侧的边沿，以使模袋的顶部敞口呈张开状态；或者，作业口的相对两侧分别设有多组夹持组件，夹持组件沿竖直方向夹持模袋顶部敞口的外侧壁，位于同侧的多组夹持组件共同夹持模袋的同一侧面，位于相对两侧的夹持组件分别夹持模袋的相对两侧，以使模袋的顶部敞口呈张开状态。
10、在其中一些实施例中，夹持组件包括夹持套筒、芯柱和用于连接模袋的悬吊件；夹持套筒固定连接于船体，夹持套筒面向作业口的一侧筒壁开设有沿夹持套筒长度方向贯穿夹持套筒的缝隙，夹持套筒的轴向一端设有芯柱挡件；芯柱套设于夹持套筒内，芯柱的轴向一端与芯柱挡件抵接；悬吊件的一端位于夹持套筒内并套于芯柱外，另一端自夹持套筒的缝隙伸出至夹持套筒外以连接模袋。
11、在其中一些实施例中，悬吊件包括套设于芯柱外的布套以及用于连接模袋的连接带，连接带的一端位于夹持套筒内并连接于布套的外周，另一端自夹持套筒的缝隙伸出至夹持套筒外以连接模袋。
12、在其中一些实施例中，连接带为多个，多个连接带沿布套的长度方向间隔布设于布套外周，每一连接带用于连接一模袋；夹持组件还包括用于剖切布套以使布套脱离芯柱的剖刃，剖刃设置于夹持套筒设有芯柱挡件一端的内壁，剖刃远离夹持套筒的一端与芯柱外周相接触并设有刃口，刃口朝向背离芯柱挡件的方向设置；模袋夹持装置还包括用于卷绕回收剖切后布套的布套卷筒，布套卷筒与夹持组件一一对应设置，布套卷筒靠近夹持套筒设置并位于夹持套筒设有芯柱挡件的一侧。
13、在其中一些实施例中，夹持套筒的底部内壁设有用于支撑芯柱的芯柱托持件，芯柱托持件为多个，多个芯柱托持件沿夹持套筒的长度方向分布于夹持套筒内；芯柱托持件包括固定连接于夹持套筒内壁的支座和转动连接于支座的芯柱托轮，芯柱托轮的轮轴与夹持套筒的轴线相垂直；在芯柱未套设布套时，芯柱托轮的外周与芯柱的外周滚动相抵；在布套套于芯柱时，芯柱托轮滚动以使布套进入芯柱托轮与芯柱之间。
14、在其中一些实施例中，船体设置有用于进行模袋铺展作业和/或模袋悬吊件连接作业的辅助作业甲板，辅助作业甲板靠近作业口设置；辅助作业甲板上设有模袋卷筒，模袋卷筒上卷绕有待装填的模袋。
15、在其中一些实施例中，作业口靠近船体的艉部设置，船体的艉部开设有供装填后的模袋脱出的凹槽，凹槽自作业口侧壁延伸至船体艉端。
16、除此，本发明还提供了一种模袋土装填方法，采用上述任一项技术方案所述的模袋装填船进行装填作业，包括如下步骤：
17、装填船驻位：模袋装填船到达预设位置后，锚泊驻位；
18、固定模袋：将待装填的模袋以敞口端向上的方向放入模袋装填船的作业口内，并利用作业口周围布置的多组夹持组件共同夹持模袋顶部敞口的外周，以使模袋悬吊于作业口内并保持顶部敞口呈张开状态；
19、撑张模袋：将作业口四角处的四个撑张组件自模袋顶部敞口的四角插入模袋内以向下撑开模袋，直至模袋的底部贴近水底；
20、装填土料：用于抛填或吹填土料的工程船向模袋装填船靠近，并在模袋装填船旁驻位，利用工程船将土料经模袋张开的顶部敞口抛填或吹填至模袋内，直至模袋装满，形成模袋土；
21、释放和封装模袋：解除各个夹持组件对模袋的夹持以及撑张组件对模袋的撑张，以释放模袋，封闭模袋的顶部敞口，得到模袋土。
22、在其中一些实施例中，撑张模袋步骤中，利用撑张组件向下撑开模袋的具体步骤为：驱动撑张组件的撑柱沿竖向相对于悬臂下降，以利用撑柱的下端向下推动模袋的底部；释放和封装模袋步骤中，通过驱动撑柱沿竖向相对于悬臂上升，以解除撑张组件对模袋的撑张。
23、在其中一些实施例中，固定模袋步骤中，在将模袋放入作业口前，还包括将在模袋装填船的辅助作业甲板上铺展模袋，使模袋的顶部敞口向上并理顺顶部敞口的边缘，将悬吊件连接于模袋顶部敞口的外周；在利用夹持组件夹持模袋时，将悬吊件自夹持组件的芯柱的轴向一端开始套于芯柱外并向芯柱的轴向另一端移动，在移动悬吊件的过程中，使悬吊件从夹持套筒的缝隙通过，以使悬吊件套于芯柱和夹持套筒之间；释放和封装模袋步骤中，通过使悬吊件脱离芯柱和夹持套筒，或者切断悬吊件与模袋之间的连接，以解除夹持组件对模袋的夹持。
24、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
25、1、本发明提供的模袋装填船，配套使用顶部呈敞口设置的模袋，通过模袋夹持装置的多组夹持组件共同夹持模袋顶部敞口的外周，使模袋悬吊于船体作业口内并保持顶部敞口呈张开状态，同时通过模袋撑张装置的四个撑张组件从模袋内部向下撑开模袋，从而使模袋保持撑开状态，装填时，可直接将挖泥船等疏浚设备采集的泥沙从模袋的顶部敞口高速抛填或吹填至模袋中，无需多次转换充灌口，能够满足每小时几百立方甚至千立方米的抛填或吹填速度，显著提高了模袋装填效率；
26、2、本发明提供的模袋装填船，通过模袋夹持装置和模袋撑张装置的配合，使模袋呈直立状态，其装填获得从水底到水面的大型模袋土，可满足一次性装填出水，克服了传统模袋土厚度较小，需多层堆叠才能出水的问题；
27、3、本发明提供的模袋土装填方法，利用具有模袋夹持装置和模袋撑张装置的模袋装填船进行装填作用，通过多组夹持组件共同夹持模袋顶部敞口的外周，以使模袋悬吊于作业口内并保持顶部敞口呈张开状态，通过撑张组件向下撑开模袋，直至模袋的底部贴近水底，从而将土料经模袋张开的顶部敞口直接抛填或吹填至模袋内，能够满足每小时几百立方甚至千立方米的抛填或吹填速度，显著提高了模袋装填效率；
28、4、本发明提供的模袋土装填方法，使模袋呈直立状态且被撑张至底部贴近水底，从而可装填获得从水底到水面的大型模袋土，可满足一次性装填出水，克服了传统模袋土厚度较小，需多层堆叠才能出水的问题。
1.模袋装填船，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模袋装填船，其特征在于，所述撑张组件包括：
3.根据权利要求1所述的模袋装填船，其特征在于，所述夹持组件为两组，两组所述夹持组件相对设置于所述作业口的相对两侧，两组所述夹持组件分别沿水平方向夹持所述模袋顶部敞口相对两侧的边沿，以使所述模袋的顶部敞口呈张开状态；或者，所述作业口的相对两侧分别设有多组所述夹持组件，所述夹持组件沿竖直方向夹持所述模袋顶部敞口的外侧壁，位于同侧的多组所述夹持组件共同夹持所述模袋的同一侧面，位于相对两侧的所述夹持组件分别夹持所述模袋的相对两侧，以使所述模袋的顶部敞口呈张开状态。
4.根据权利要求3所述的模袋装填船，其特征在于，所述夹持组件包括夹持套筒、芯柱和用于连接所述模袋的悬吊件；所述夹持套筒固定连接于所述船体，所述夹持套筒面向所述作业口的一侧筒壁开设有沿所述夹持套筒长度方向贯穿所述夹持套筒的缝隙，所述夹持套筒的轴向一端设有芯柱挡件；所述芯柱套设于所述夹持套筒内，所述芯柱的轴向一端与所述芯柱挡件抵接；所述悬吊件的一端位于所述夹持套筒内并套于所述芯柱外，另一端自所述夹持套筒的缝隙伸出至所述夹持套筒外以连接所述模袋。
5.根据权利要求4所述的模袋装填船，其特征在于，所述悬吊件包括套设于所述芯柱外的布套以及用于连接所述模袋的连接带，所述连接带的一端位于所述夹持套筒内并连接于所述布套的外周，另一端自所述夹持套筒的缝隙伸出至所述夹持套筒外以连接所述模袋。
6.根据权利要求5所述的模袋装填船，其特征在于，所述连接带为多个，多个所述连接带沿所述布套的长度方向间隔布设于所述布套外周，每一所述连接带用于连接一所述模袋；所述夹持组件还包括用于剖切所述布套以使所述布套脱离所述芯柱的剖刃，所述剖刃设置于所述夹持套筒设有所述芯柱挡件一端的内壁，所述剖刃远离所述夹持套筒的一端与所述芯柱外周相接触并设有刃口，所述刃口朝向背离所述芯柱挡件的方向设置；所述模袋夹持装置还包括用于卷绕回收剖切后布套的布套卷筒，所述布套卷筒与所述夹持组件一一对应设置，所述布套卷筒靠近所述夹持套筒设置并位于所述夹持套筒设有所述芯柱挡件的一侧。
7.根据权利要求5所述的模袋装填船，其特征在于，所述夹持套筒的底部内壁设有用于支撑所述芯柱的芯柱托持件，所述芯柱托持件为多个，多个所述芯柱托持件沿所述夹持套筒的长度方向分布于所述夹持套筒内；所述芯柱托持件包括固定连接于所述夹持套筒内壁的支座和转动连接于所述支座的芯柱托轮，所述芯柱托轮的轮轴与所述夹持套筒的轴线相垂直；在所述芯柱未套设所述布套时，所述芯柱托轮的外周与所述芯柱的外周滚动相抵；在所述布套套于所述芯柱时，所述芯柱托轮滚动以使所述布套进入所述芯柱托轮与所述芯柱之间。
8.根据权利要求4所述的模袋装填船，其特征在于，所述船体设置有用于进行模袋铺展作业和/或模袋悬吊件连接作业的辅助作业甲板，所述辅助作业甲板靠近所述作业口设置；所述辅助作业甲板上设有模袋卷筒，所述模袋卷筒上卷绕有待装填的所述模袋。
9.根据权利要求1所述的模袋装填船，其特征在于，所述作业口靠近所述船体的艉部设置，所述船体的艉部开设有供装填后的所述模袋脱出的凹槽，所述凹槽自所述作业口侧壁延伸至所述船体艉端。
10.模袋土装填方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的模袋装填船进行装填作业，包括如下步骤：
11.根据权利要求10所述的模袋土装填方法，其特征在于，所述撑张模袋步骤中，利用所述撑张组件向下撑开所述模袋的具体步骤为：驱动所述撑张组件的所述撑柱沿竖向相对于所述悬臂下降，以利用所述撑柱的下端向下推动所述模袋的底部；所述释放和封装模袋步骤中，通过驱动所述撑柱沿竖向相对于所述悬臂上升，以解除所述撑张组件对所述模袋的撑张。
12.根据权利要求10所述的模袋土装填方法，其特征在于，所述固定模袋步骤中，在将所述模袋放入所述作业口前，还包括将在所述模袋装填船的所述辅助作业甲板上铺展所述模袋，使所述模袋的顶部敞口向上并理顺所述顶部敞口的边缘，将所述悬吊件连接于所述模袋顶部敞口的外周；在利用所述夹持组件夹持所述模袋时，将所述悬吊件自所述夹持组件的所述芯柱的轴向一端开始套于所述芯柱外并向所述芯柱的轴向另一端移动，在移动所述悬吊件的过程中，使所述悬吊件从所述夹持套筒的缝隙通过，以使所述悬吊件套于所述芯柱和所述夹持套筒之间；所述释放和封装模袋步骤中，通过使所述悬吊件脱离所述芯柱和所述夹持套筒，或者切断所述悬吊件与所述模袋之间的连接，以解除所述夹持组件对所述模袋的夹持。
